Az orbitális hibridizáció az atomi orbiták új és új formájú keverésének fogalma hibrid pályák. Ezeknek az új pályáknak különböző energiái, alakjai stb. Vannak, mint az eredeti atomi orbiták. Az új pályák ezután átfedhetnek a kémiai kötések kialakításához.
Egy példa a szénatom hibridizációja metánban, CH2. Tudjuk, hogy mind a négy C-H kötés metánban egyenértékű. A szabályos tetraéder sarkai felé mutatnak, 109,5 ° -os kötési szöggel.
A szénnek tehát négy orbitával kell rendelkeznie, amelyek megfelelő szimmetriájúak a négy hidrogénatomhoz való kötéshez.
A szénatom alapállapot-konfigurációja
Ezt a konfigurációt a fenti ábra bal oldalán láthatjuk.
A szénatom két egyedileg elfoglalt p-orbitát használhat két kovalens kötés kialakítására két hidrogénatommal, így a · CH2 ·. Ez nem metán.
A szénatom szintén gerjeszt egy elektronot a 2s orbitálisból az üres 2p orbitálisra, mint a fenti szaggatott vonallal. Ez négy egyedileg elfoglalt pályát ad.
A három 2p-es pályával való átfedés révén képződő C-H kötések 90 ° -os kötési szöggel rendelkeznek. A 2-es orbitális átfedés által képzett C-H kötés más szögben lenne. Ez nem a metán szerkezete.
Ha a 2-es és a 2p-es pályák matematikailag keverednek ("hibridizálva"), négy új egyenértékű sp³ orbitát kapunk. A matematika a kötési szögeket 109,5 ° -ra becsüli - éppen azt, amit metánban látunk.
A négy kötés kialakításával felszabaduló energia túl kompenzálja a szükséges gerjesztési energiát. Így négy C-H kötés kialakulása energetikailag előnyös.
Remélem ez segít.